牙髓细胞整合应激反应介导的树脂毒性作用机制

树脂粘结充填技术在活髓牙修复治疗中存在着导致牙髓损伤的毒性作用，其机制尚不清楚。本课题在前期研究的基础上，对树脂单体经活性氧簇（ROS）诱导的牙髓细胞内质网功能紊乱进而激活的整合应激反应（integrated stress response）进行研究，通过特异性药物以及RNA干扰技术对应激反应中的关键环节进行干预，并观察其细胞生物学效应，试图寻求阻止细胞"自杀"性损伤、促进细胞重建内环境稳态的靶点。研究结果将有助于阐明树脂的牙髓细胞毒性作用机制，并为改进充填技术减轻牙髓组织的损伤提供科学依据。

课题组基本按原定研究计划进行实验，同时对本课题中核心信号转导机制整合应激反应进行了深入的研究。研究成果已以两篇SCI论著形式在国际刊物上发表，其中一篇论文被评为most read paper，引用次数已超过20次，表明我们的研究受到了国际同行的认可和关注。. 成果简述如下：树脂单体处理细胞，我们观察到了显著的细胞毒性作用。浓度为8.2mM 的树脂单体处理细胞24小时，细胞死亡接近80% 。在6小时时间点，我们通过检测到细胞内XBP1mRNA 的剪切增加，此作为细胞内质网应激的重要标志表明树脂单体激发了牙髓细胞的整合应激反应。同时我们观察到细胞的CHOPmRNA显著增加，进一步表明处理过程中的诱导细胞凋亡的信号增加；相反，尽管XBP1的剪切比例增加，我们观察到细胞内的XBP1mRNA水平减低。在进一步研究中，我们发现HEMA激活牙髓细胞整合应激反应的过程受活性氧簇ROS的介导，因为抗氧化剂NAC能够显著抑制HEMA刺激后牙髓细胞中相应分子的表达改变，并且降低了HEMA对细胞的毒性作用。运用siRNA分别或者联合沉默基因ATF4与CHOP，HEMA对牙髓细胞的毒性反应降低。有研究表明XBP1有助于细胞在内质网应激时增强内质网功能，抵御凋亡信号，而树脂刺激导致细胞内的这一保护机制下调，课题组进而对其中的可能机制进行探索研究。XBP1作为从原核生物到真核生物内质网应激反应的最保守的信号调控分子，在内质网应激中对细胞生存或者死亡命运其中重要的决定性作用。目前已知内质网应激可以导致其mRNA被剪切，继而被翻译成具有活性的转录调控因子即剪切形式的XBP1s。我们对XBP1s 翻译后调控修饰进行了研究，发现其能发生乙酰化/ 去乙酰化修饰，分别由组蛋白乙酰化酶p300和组蛋白去乙酰化酶沉默信息调节因子SIRT1介导。在进一步的研究中， 我们发现组蛋白去乙酰化酶沉默信息调节因子SIRT1能够对整合应激反应过程中的重要分子XBP1进行转录后的修饰调节，在生物学功能上SIRT1抑制XBP1s的转录因子活性。现已知天然多酚类化合物白藜芦醇是SIRT1的激活剂，课题组的研究发现白藜芦醇能够通过调控内质网应激的方式杀死癌细胞。